下一代 HMI 的 3 個(gè)關(guān)鍵考慮因素

過去，人機(jī)界面(HMI) 包括一個(gè)物理控制面板，用戶可通過其中的按鈕、開關(guān)和指示燈與機(jī)器進(jìn)行交流。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，用戶能夠監(jiān)控過程、查看狀態(tài)信息顯示和發(fā)送命令。如今，HMI 應(yīng)用隨處可見，包括用于控制電視的智能手機(jī)應(yīng)用程序、在車內(nèi)發(fā)出語音命令、醫(yī)院內(nèi)的患者監(jiān)護(hù)或智能工廠里的觸摸屏控制面板。

在日常生活中，我們發(fā)現(xiàn)機(jī)器的觸點(diǎn)越來越多。那么，HMI的未來如何？除了數(shù)據(jù)收集、控制和顯示外，新一代HMI將拋開傳統(tǒng)的人機(jī)界面，在各種應(yīng)用中提供人機(jī)交互，使機(jī)器可以智能地作業(yè)并與人類交流。

步入人機(jī)交互的新世界，將需要交互式的智能應(yīng)用，同時(shí)，用于支持實(shí)現(xiàn)HMI的處理器也面臨一系列新的挑戰(zhàn)。

下面，我們來詳細(xì)了解下一代HMI的3個(gè)考慮因素。

考慮因素1：采用邊緣AI 實(shí)現(xiàn)新功能

新一代HMI 設(shè)計(jì)將依賴于邊緣人工智能(AI) 來實(shí)現(xiàn)新功能。例如，機(jī)器視覺可通過面部識別來實(shí)現(xiàn)對機(jī)器的受控訪問或通過手勢識別來實(shí)現(xiàn)無接觸操作，如圖1 所示。

此外，向HMI 設(shè)計(jì)中添加邊緣AI功能（如機(jī)器視覺），可以對當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)和預(yù)測性維護(hù)進(jìn)行更準(zhǔn)確的分析。

創(chuàng)建全新的HMI應(yīng)用時(shí)，需要考慮邊緣AI應(yīng)用開發(fā)的工作量以及處理器的功能。

圖1：一名專業(yè)醫(yī)療人員使用手勢識別與智能HMI 系統(tǒng)進(jìn)行交互

考慮因素2：平衡性能和功耗

在單個(gè)芯片上高度集成會(huì)影響器件功耗，尤其是在邊緣AI功能完全啟用的情況下更是如此。

小型設(shè)計(jì)通常需要小巧的外形，特別是在惡劣環(huán)境中，這會(huì)使得最終產(chǎn)品的功耗設(shè)計(jì)更為復(fù)雜。

設(shè)計(jì)人員必須克服挑戰(zhàn)，在既考慮熱限制又不增加整體系統(tǒng)成本的情況下，創(chuàng)建高功效的設(shè)計(jì)。低功耗設(shè)計(jì)應(yīng)包括超低功耗和多個(gè)低功耗模式，以便延長產(chǎn)品壽命。

考慮因素3：集成智能連接和差異化顯示支持

現(xiàn)場設(shè)備和傳感器以及新興的實(shí)時(shí)工業(yè)通信協(xié)議數(shù)量不斷增加，給新的HMI應(yīng)用帶來了挑戰(zhàn)。

例如，智能工廠環(huán)境中的HMI需要與其他設(shè)備和機(jī)器進(jìn)行通信，這意味著HMI設(shè)計(jì)需要具備連接和控制功能。顯示不僅是設(shè)計(jì)HMI的另一考慮因素，還能提供獨(dú)特的功能和增強(qiáng)人機(jī)交流的方法。

在HMI設(shè)計(jì)中使用TI的全新處理器系列隨著HMI不斷發(fā)展，支撐此類應(yīng)用的處理器技術(shù)必須能夠滿足發(fā)展要求。

TI的Sitara?AM62 處理器系列采用具有多個(gè)工業(yè)外設(shè)的低功耗設(shè)計(jì)，在考慮下一代HMI設(shè)計(jì)因素的前提下，向雙顯示和小尺寸應(yīng)用添加了高能效邊緣AI 處理功能。

通過可擴(kuò)展的單核至四核Arm? Cortex?-A53（高達(dá)1.4GHz）平臺和支持TensorFlow的主線Linux?，AM62 處理器可促進(jìn)邊緣AI功能的實(shí)現(xiàn)。

軟件和開箱即用演示簡化了在AM62 處理器上評估邊緣AI應(yīng)用的過程，同時(shí)，邊緣AI開發(fā)資源和培訓(xùn)學(xué)院可幫助您減少設(shè)計(jì)工作量并節(jié)省時(shí)間。

這款處理器的低功耗設(shè)計(jì)支持比上一代高30% 以上的內(nèi)核電壓，從而將功耗降低30% 以上并實(shí)現(xiàn)更高的性能。

簡化的硬件設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)具有緊湊尺寸和成本效益的系統(tǒng)解決方案。

多個(gè)功耗模式（低至5mW）可實(shí)現(xiàn)便攜式的電池供電設(shè)計(jì)。

片上資源（包括通用異步接收器/發(fā)送器、串行外設(shè)接口和I2C）可為常見的工業(yè)傳感器或控制器提供各種連接選項(xiàng)。

借助第三方生態(tài)系統(tǒng)，AM62處理器還提供雙以太網(wǎng)支持和EtherCAT主站支持。AM62處理器支持各種顯示接口，包括具有成本效益的RGB888接口，以及支持2K和全高清顯示的低壓差分信號接口。雙顯示功能可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)靈活性和創(chuàng)新。

結(jié)語

未來的HMI會(huì)為各種環(huán)境和應(yīng)用中的人機(jī)交流注入更多智能和創(chuàng)新元素,比如，手術(shù)室里的專業(yè)醫(yī)療人員通過聲音而非觸控屏幕即可與患者監(jiān)護(hù)系統(tǒng)交互，從而保持無菌環(huán)境；或者，在嘈雜的工廠環(huán)境中，工人僅通過一個(gè)手勢即可操作控制面板。

借助AM62處理器系列，開始設(shè)計(jì)您的下一代HMI吧。

其他資源

·詳細(xì)了解全新的AM62處理器系列。

·了解適用于AM62處理器的基準(zhǔn)測試。

·了解如何借助Linux Academy實(shí)現(xiàn)低功耗模式。